JP2545672B2 - 形鋼の圧延用ガイド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｈ形鋼等の形鋼を成形
するために被圧延材を圧延するユニバーサル圧延機の入
側及び出側に設置されるガイド装置に係り、特に、反り
変形などの不具合を回避して被圧延材を適性に案内する
形鋼の圧延用ガイド装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ユニバーサル圧延機の出側若しくは入側
に配設されて、被圧延材を案内する従来のガイド装置と
しては、例えば特開昭６３−３０３６０４号公報や特開
昭６４−３４５０３号公報等に記載されているものがあ
る。これらは、図３に示すように、上下に対向するフラ
ンジ幅拘束ローラ１によって被圧延材２のフランジ端部
２ａを拘束し、そのフランジ幅拘束ローラ１を支持する
ガイド本体３である幅可変ガイド３ａによって、被圧延
材２のフランジ内面２ｂを拘束すると共に、被圧延材２
のウェブ２ｃを，幅可変ガイド３ａと一体のウェブガイ
ド４によって案内している。

【０００３】また、上記幅可変ガイド３ａは、ガイドフ
レーム３ｂへ左右往復移動可能に固定されて、幅可変用
油圧モータ１０によって上記ガイドフレーム３ｂに案内
されて左右方向（ウェブ２ｃ幅方向）に往復移動可能に
なっている。さらに、ガイドフレーム３ｂは、減速機等
を備えたガイド本体昇降装置５によって上下方向に昇降
可能になっている。

【０００４】そして、上下に対向するフランジ幅拘束ロ
ーラ１間の間隔，及びウェブガイド間４の間隔が最適な
距離になるように調整して、進入してくる被圧延材２を
所定のパスラインに沿って案内している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】圧延過程において，進
入してくる被圧延材２のサイズが変更されると、被圧延
材２のウェブ２ｃとガイドとの間隙は図４に示すような
関係となる。即ち、被圧延材２のフランジ幅が大きいと
上記ウェブ間隙が大きくなり、被圧延材２の反りを拘束
できないので前後端における反りが大きく、フランジと
ウェブとの芯ズレ，即ち中心偏り精度が悪くなり、ま
た、上記ウェブ間隙が小さ過ぎると、被圧延材２のウェ
ブ２ｃ表面に掻き疵がついてしまう。

【０００６】さらに、被圧延材２のフランジ端２ａとフ
ランジ幅拘束ローラ１との間隙が小さすぎるとフランジ
端部２ａがエッジングされて、被圧延材２にフランジの
倒れ等の不良が発生し、また、上記間隙が大きいと、フ
ランジを拘束することが出来ず所定パスラインに沿って
水平に案内することができなくなる。このため、被圧延
材２を、そのフランジを拘束しつつ、ウェブ２ｃとの間
隙を小さくして案内することが要求されており、従来に
おいては、例えば，特開平３−５０１２号公報に記載さ
れているように、上記ガイド本体３のウェブガイド面と
フランジ幅拘束ローラ１との相対的な距離が変更できる
ように、フランジ幅拘束ローラ１の回転軸を偏心させる
方法が開示されているが、ウェブガイド面とフランジ幅
拘束ローラ１との距離を任意に変更しようとすれば、上
記ローラ１に数多くの設定位置をもたせねばならず、上
記距離の変更が偏心軸の設定位置で規制されてしまう。

【０００７】このため、被圧延材２のウェブ２ｃと上記
ウェブガイド４との間隙、及び被圧延材２のフランジ端
部２ａとフランジ幅拘束ローラ１との間隙を，同期をと
って任意に変更するのが困難となり、ガイドの入側にお
ける，フランジ幅等の被圧延材２の形状に応じて上下の
ガイドの位置を最適な位置に調整することが難しいとい
う問題がある。

【０００８】また、被圧延材２のフランジ端部２ａを拘
束する場合には、その寸法を直接，計測して上下のフラ
ンジ幅拘束ローラ１の間隔を設定した方が良いが、ミル
直近で上記計測は困難であるために、従来においては、
今までの経験から得られたモデル式をもとに推定して上
記ローラ１間隔を設定している。このために充分な精度
が得られず、フランジ倒れの発生を防止するため上記ロ
ーラ１間隔を多めにとり被圧延材２のフランジ端部２ａ
がフランジ幅拘束ローラ１で拘束されない場合があっ
た。

【０００９】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、ガイド装置による被圧延材の案内性を
向上させることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の形鋼の圧延用ガイド装置は、ユニバーサル
圧延機の入側及び出側にそれぞれ設置されて、被圧延材
のフランジ端面を拘束するフランジ幅拘束ローラと、そ
のフランジ幅拘束ローラを昇降可能に支持すると共に、
上記被圧延材のフランジ内面に沿って且つ該被圧延材の
ウェブ面をウェブガイドを介して案内するガイド本体
と、ガイド本体からフランジ幅拘束ローラを単独に昇降
させるローラ昇降装置と、ガイド本体を昇降させるガイ
ド本体昇降装置とを有すると共に、フランジ幅拘束ロー
ラに設置されて、該フランジ幅拘束ローラに被圧延材の
フランジ端部から負荷される荷重を測定するローラ用荷
重検出手段と、ガイド本体に設置され、そのガイド本体
に負荷される荷重を測定するガイド本体用荷重検出手段
と、上記ローラ用荷重検出手段，及びガイド本体用荷重
検出手段に接続して、ローラ用荷重検出手段，及びガイ
ド本体用荷重検出手段から入力した荷重信号に基づき上
記ローラ昇降装置及びガイド本体昇降装置を介して上記
フランジ幅拘束ローラ及びガイド本体をそれぞれ昇降さ
せる昇降制御装置とを備えたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】被圧延材が，上下に対向するフランジ幅拘束ロ
ーラ及びガイド本体間に進入すると、対向するフランジ
幅拘束ローラによって被圧延材のフランジ端部を上下か
ら拘束すると共に、ウェブガイドによって被圧延材のウ
ェブ表面を拘束して、進入した被圧延材を案内する。

【００１２】このとき、進入してきた被圧延材によっ
て、上記フランジ幅拘束ローラ及びウェブガイドが押圧
される。すると、フランジ幅拘束ローラにかかる荷重が
ロードセル等のローラ用荷重検出手段によって検出さ
れ、また、ウェブガイド及びフランジ幅拘束ローラを介
してガイド本体にかかる荷重がガイド本体用荷重検出手
段によって検出される。

【００１３】上記ローラ用荷重検出手段によって検出さ
れた荷重の大きさは、フランジ幅拘束ローラによる被圧
延材のフランジ端部を拘束する力に比例した出力値とな
る。また、上記ガイド本体用荷重検出手段によって検出
された荷重から，ローラ用荷重検出手段によって検出さ
れた荷重を差し引いた値は、ウェブガイドを介したガイ
ド本体による被圧延材のウェブ表面を拘束する力に比例
した出力値となる。

【００１４】これによって、対向するフランジ幅拘束ロ
ーラ及びガイド本体による被圧延材の拘束の大きさの目
標値からの偏差や、対向するフランジ幅拘束ローラ間や
ガイド本体間の上記検出した荷重差から板中心の偏り具
合が分かる。そして、上記検出した荷重が目標値から大
きければ、対向するフランジ幅拘束ローラ間やガイド本
体間を広くして拘束力を小さくし、また、上記検出した
荷重が目標値よりも小さければ、対向する対向するフラ
ンジ幅拘束ローラ間やガイド本体間を狭くして拘束力を
大きくする。

【００１５】目標値は、中心の偏り許容量によって予め
矯正力から算出しており、異常に大きい時は制御を中断
し、中心偏りの是正処理を他方で行いうるものとなって
いる。上記のようなフィードバック制御を実施すること
で、ガイド装置が進入してくる被圧延材を最適な拘束力
によって拘束して所定パスラインに沿って適性に案内す
ることができる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず構成を説明すると、図１及び図２に示すように、基
本構造は前記従来例と同様な構造を備えていて、上下に
対向して各一対のフランジ幅拘束ローラ１が配設され、
その各フランジ幅拘束ローラ１は、進入してくる被圧延
材２のフランジ端部２ａに、それぞれ上下方向から回動
可能に当接してそのフランジ端部２ａを拘束するように
なっている。

【００１７】その各フランジ幅拘束ローラ１は、ローラ
昇降装置６を介してガイド本体３の一部である幅可変ガ
イド３ａに支持されている。即ち、そのローラ１の回転
軸１ａに軸受６ａが取り付けられ、その軸受６ａの外周
下端部に、軸を上下に向けたリフトロッド６ｂの上端部
が連結し、そのリフトロッド６ｂが、ウォーム減速機構
６ｃを介してローラ高さ設定用モータ６ｄに連結し、上
記ウェーム減速機構６ｃのハウジングが幅可変ガイド３
ａに固定されて、もって、ローラ高さ設定用モータ６ｄ
を回転駆動することで、フランジ幅拘束ローラ１が幅可
変ガイド３ａから相対的に昇降するようになって、ロー
ラ昇降処置６が構成されている。

【００１８】また、上記ローラ高さ設定用モータ６ｄ
は、昇降制御装置８からの指令に応じて駆動される。ま
た、各フランジ幅拘束ローラ１を昇降させるウォーム減
速機構６ｃのウォーム軸６ｅは夫々クラッチ６ｆを介し
て連結されて、もって同期をとって作動可能になってい
る。

【００１９】また、上記各フランジ拘束ローラ１の軸受
６ａとリフトロッド６ｂの間には、フランジ拘束ローラ
１に負荷される荷重を検出するローラ用荷重検出手段を
構成するロードセル７が介装されている。そのローラ１
用のロードセル７は昇降制御装置８に接続されて、検出
した荷重信号をその昇降制御装置８へ供給可能になって
いる。

【００２０】また、幅可変ガイド３ａは、進入してくる
被圧延材２のフランジ内面２ｂに案内可能なフランジガ
イド面３ｃを有していると共に、ウェブガイド４のウェ
ブガイド面４ａを有して、ガイドフレーム３ｂに左右方
向にのみ移動可能に固定されている。そして、その幅可
変ガイド３ａは、図示しない幅可変用油圧モータ（図３
中１０）からの駆動によって、該ガイドフレーム３ｂに
案内されて左右方向に移動して、進入してくる被圧延材
２のフランジ内面２ｂにフランジガイド面３ｃを沿って
案内できるようになっている。なお、上記幅可変ガイド
３ａ及びガイドフレーム３ｂによってガイド本体３が構
成されている。

【００２１】また、上記ガイドフレーム３ｂは、ウォー
ム減速機等を備えたガイド本体昇降装置５によって昇降
可能になっている。そのガイド本体昇降装置５は、ガイ
ドフレーム３ｂの下端面に軸を上下にしたリフトロッド
５ａの上端部を連結し、そのリフトロッド５ａがウォー
ム機構５ｂを介してガイド本体駆動モータ５ｃに連結し
て、そのガイド本体駆動モータ５ｃの駆動によって昇降
するように構成されている。

【００２２】そのガイド本体駆動モータ５ｃは、昇降制
御装置８からの指令に応じて駆動される。上記リフトロ
ッド５ａ上端部とガイドフレーム３ｂとの連結部には、
ガイド本体用荷重検出手段であるロードセル９が介装さ
れている。そのガイド本体３用のロードセル９は、昇降
制御装置８に接続されて、検出した荷重信号をその昇降
制御装置８に供給可能になっている。

【００２３】また、上記説明及び図１，図２において
は、被圧延材２の下側に位置するガイド装置について説
明及び図示しているもので、被圧延材２の上側に位置す
るガイド装置も、上記下側のガイド装置と同じ構造を備
えて上側から被圧延材２に対向するように配置されてい
る。また、昇降制御装置８は、各ロードセル７，９から
の荷重信号、即ちローラ用荷重検出手段及びガイド本体
用荷重検出手段からの荷重信号をもとに、各フランジ幅
拘束ローラ１，及び各ウェブガイド４による被圧延材２
の実際の拘束力を求め、その値が目標値になるようにガ
イド本体駆動モータ５ｃ及びローラ高さ設定用モータ６
ｄを駆動して、上下のフランジ幅拘束ローラ１及び幅可
変ガイド３ａの上下位置を調整している。

【００２４】次に、上記構成をした装置の動作等につい
て説明する。 始めに、そのガイド装置の各高さ位置の調
整は、パススケジュールによって判明している前段にお
ける被圧延材２のフランジ幅及びウェブ２ｃ厚等をもと
に公知の所定モデル式を使用して推定し、その被圧延材
２のフランジ端部２ａ，フランジ内面２ｂ，及びウェブ
２ｃ表面が所定の拘束力で拘束可能な位置に各駆動モー
タを駆動して設定しておく。

【００２５】この状態で、被圧延材２が上下のガイド装
置間に進入してくると、その被圧延材２のフランジ端部
２ａが、フランジ幅拘束ローラ１に当接して該フランジ
幅拘束ローラ１を押圧し、そのフランジ幅拘束ローラ１
に負荷された荷重がロードセル７によって検出されて昇
降制御装置８に伝達される。また、そのフランジ幅拘束
ローラ１に負荷された荷重は、ガイド本体３に入力さ
れ、それと同時に、被圧延材２のウェブ２ｃがウェブガ
イド面４ａに案内されそのウェブガイド４を押圧し、該
ウェブガイド４に負荷された荷重がガイド本体３に入力
されて、上記両荷重に応じた負荷がガイド本体３用のロ
ードセル９によって検出されて昇降制御装置８に伝達さ
れる。

【００２６】すると、昇降制御装置８は、ローラ１用の
ロードセル７から入力した荷重に応じて、上下のフラン
ジ拘束用ローラ１を昇降させて上下のローラ１間の間隔
を広くしたり狭くしたりする位置のフィードバック制御
を実施する。即ち、上記ローラ用荷重検出手段の荷重が
大きければ、実際の被圧延材２のフランジ幅が前もって
モデル式等で推定した幅よりも狭く拘束力が大きいの
で、上下のローラ１間の間隔が広くなるように下側のロ
ーラ１を下げ且つ上側のローラ１を上げる。また、上記
荷重が小さいかゼロであれば、実際の被圧延材２のフラ
ンジ幅がモデル式等で推定した幅よりも広く拘束力が小
さいか拘束していないので、上下のローラ１間の間隔が
狭くなるように下側のローラ１を上げ且つ上側のローラ
１を下げる。このフィードバック制御を実施して、フラ
ンジ幅拘束ローラ１によるフランジ端部２ａの拘束力の
適性化を図る。

【００２７】また、上記処理と同時に、ガイド本体３用
のロードセル９から入力したガイド本体用荷重検出手段
の荷重からローラ１用のロードセル７より入力した荷重
を引いて、ウェブガイド面４ａによる拘束力を求めて、
その拘束力がウェブ２ｃ表面に掻き疵をつけない荷重に
なるまで、上下のガイド本体３を昇降させる。但し、ガ
イド本体３を昇降させるとフランジ幅拘束ローラ１も一
緒に昇降してしまうので、上記求めた昇降分だけフラン
ジ幅拘束ローラ１が移動しないようにその昇降量を調整
する。即ち、ガイド本体３を上昇させるのであれば、フ
ランジ幅拘束ローラ１も一緒に上昇するので、その上昇
分だけフランジ幅拘束ローラ１を下降させる。

【００２８】このとき、上下のロードセル７，９からの
荷重信号に有意の差がある場合、即ち被圧延材２に中心
偏りが発生していても、上下のガイド装置による拘束力
がそれぞれ目標値になるように昇降させて位置制御を実
施することで、上記被圧延材２に発生した中心偏りが補
正されて、図示しない圧延機への進入や搬出がスムーズ
に実施されるようになる。

【００２９】なお、上記ロードセル７，９からの荷重信
号によって、モデル式から推定したガイド装置の位置の
偏差が分かるので、この偏差をもとに学習制御を実施し
て上記モデル式の補正を行うとよい。このように、ロー
ドセル７，９からの信号によって、ガイド装置の位置設
定が任意の最適な位置へ即時に調整されるので、被圧延
材２がガイド装置に進入する前にそのフランジ幅等使用
して計測する必要がなく、適性に被圧延材２を案内する
ことができる。

【００３０】特に、上下のガイド装置に掛かる荷重差か
ら、被圧延材２に反りが発生しているかどうか、また、
フランジ幅等の広さ状態が判定できるので、圧延状況が
把握できると共に、被圧延材２に対する過負荷等が検知
できてその対処が可能にもなる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の形鋼
の圧延用ガイド装置では、２つの荷重検出手段からの各
荷重信号に基づき、上下のガイド装置のフランジ幅拘束
ローラ及びガイド本体の位置を適時，調整することで、
ガイド装置に進入してくる被圧延材を、その寸法を計測
することなく適性な力で拘束して反り等を発生させず且
つ中心偏りを補正して、もって所定のパスラインに沿っ
た案内性を向上させることができ、これによって圧延さ
れた形鋼の寸法精度が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例のガイド装置を示す正面図
である。

【図２】本発明に係る実施例のガイド装置を示す概略構
成図である。

【図３】従来のガイド装置を示す正面図である。

【図４】被圧延材のウェブとガイドとの間隙を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ フランジ幅拘束ローラ ２ 被圧延材 ３ ガイド本体 ３ａ 幅可変ガイド ３ｂ ガイドフレーム ４ ウェブガイド ４ａ ウェブガイド面 ５ ガイド本体昇降装置 ６ ローラ昇降装置 ７ ロードセル（ローラ用荷重検出手段） ８ 昇降制御装置 ９ ロードセル（ガイド本体用荷重検出手段）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ユニバーサル圧延機の入側及び出側に
   それぞれ設置されて、被圧延材のフランジ端面を拘束す
   るフランジ幅拘束ローラと、そのフランジ幅拘束ローラ
   を昇降可能に支持すると共に、上記被圧延材のフランジ
   内面に沿って且つ該被圧延材のウェブ面をウェブガイド
   を介して案内するガイド本体と、ガイド本体からフラン
   ジ幅拘束ローラを単独に昇降させるローラ昇降装置と、
   ガイド本体を昇降させるガイド本体昇降装置とを有する
   と共に、フランジ幅拘束ローラに設置されて、該フラン
   ジ幅拘束ローラに被圧延材のフランジ端部から負荷され
   る荷重を測定するローラ用荷重検出手段と、ガイド本体
   に設置され、そのガイド本体に負荷される荷重を測定す
   るガイド本体用荷重検出手段と、上記ローラ用荷重検出
   手段，及びガイド本体用荷重検出手段に接続して、ロー
   ラ用荷重検出手段，及びガイド本体用荷重検出手段から
   入力した荷重信号に基づき上記ローラ昇降装置及びガイ
   ド本体昇降装置を介して上記フランジ幅拘束ローラ及び
   ガイド本体をそれぞれ昇降させる昇降制御装置とを備え
   たことを特徴とする形鋼の圧延用ガイド装置。